硕士研究生入学考试《材料科学基础》考试大纲

考试参考书：胡赓祥、蔡珣主编.材料科学基础.上海交通大学出版社.2010

考试目的与要求

《材料科学基础》是材料科学与工程专业一级学科的专业基础课。该课程从材料的成分、组织结构、制备工艺、性能及应用等角度出发，全面地介绍了材料科学的基础理论知识，为学生学习后续相关材料课程和今后从事材料专业的工作奠定基础。

要求考生：(1) 掌握材料科学的基础理论，包括材料微观结构随成分、温度转变的基本规律，以及成分、组织结构、性能之间关系;(2) 掌握材料的基本理论，包括晶体学基础、晶体缺陷、合金相结构和固态扩散理论;(3) 能根据材料科学基础理论，掌握理论分析实际问题的方法和思路;(4) 理解和熟悉材料的科学实验方法和有关的实验技术、材料研究的新技术和新成果，包括相变理论和强韧化理论新成果及新材料研究进展等。

考试内容

第一章 原子结构与键合

掌握离子键、共价键、金属键、分子键和氢键的结构差异。

复习重点：原子结构;原子间的键合;化学键、物理键和氢键;高分子链;一些重要类型固体材料的结构特点及其与性能的关系。

第二章 固体结构

理解晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵的差异;掌握晶面指数和晶向指数的标注方法和画法;掌握面心立方、体心立方、密排六方晶胞中原子数、配位数、致密度的计算方法;掌握面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它们之间的差异;掌握间隙的概念;掌握固溶体和中间相的特点、分类;了解离子晶体结构、共价晶体结构。

复习重点：金属的晶体结构;晶体中原子结构的空间概念及其解析描述(晶面和晶向指数);晶体几何相关的计算;固溶体和中间相的特点、分类。

第三章 晶体缺陷

掌握缺陷的类型;掌握点缺陷存在的必然性;掌握点缺陷对晶体性能的影

响及其应用;理解位错的几何结构特点;掌握用位错的应变能进行位错运动趋势分析的方法;理解位错反应的判断;了解弗兰克不全位错和肖克莱不全位错的形成。

复习重点：位错的基本概念和基本性质;位错相关的计算。

第四章 固体中原子及分子的运动

理解固体中的扩散现象及其与原子运动的关系，掌握扩散第一定律和第二定律适用的场合及其对相应的扩散过程进行分析的方法。掌握几种重要的扩散机制适用的对象;掌握扩散的驱动力以及影响扩散的因素;理解扩散激活能的意义;

掌握温度、晶体结构等因素对扩散的影响;掌握反应扩散的概念;掌握离子晶体中的扩散。

复习重点：扩散的基本知识及其应用;扩散的微观机制;扩散的驱动力以及影响扩散的因素;离子晶体中的扩散;扩散相关的计算。

第五章 材料的形变和再结晶

掌握金属塑性变形、滑移、位错运动之间的关系;掌握滑移系、分切应力、临界分切应力的概念和计算;掌握金属经过冷变形后组织结构和力学性能的变化;掌握回复、再结晶、晶粒长大的概念和应用;掌握再结晶温度的概念，及其

影响因素;掌握冷变形金属经过加热、保温后组织结构和力学性能的变化。

复习重点：金属塑性变形的基本规律、基本过程;塑性变形对组织性能的影响;冷变形金属加热时组织、结构与性能的变化;回复、再结晶、晶粒长大的基本概念，及其组织结构和性能的变化规律。

第六章 单组元相图及纯晶体的凝固

掌握相律的描述和计算，及其对相平衡的解释;掌握凝固的基本过程和基本条件;掌握均匀形核过程的热力学分析，掌握临界晶核半径概念、临界形核功概念;掌握影响凝固过程的因素的分析，及其对凝固后晶粒大小的影响;理解成分

过冷的概念及其对晶粒形貌的影响;掌握均匀形核与非均匀形核的差异。

复习重点：相图、相平衡条件和纯晶体材料的凝固理论，多种生长机制和凝固理论的应用。纯晶体凝固的基本规律、晶核的形成与长大机制。

第七章 二元系相图及其合金的凝固

掌握二元合金中匀晶、共晶、包晶、共析等转变的图形、反应式;掌握二元典型合金的平衡结晶过程分析、冷却曲线;掌握二元合金中匀晶、共晶、包晶的平衡相和平衡组织名称、相对量的计算;掌握铁碳相图及其典型合金的平衡冷却曲线分析、反应式、平衡相计算、平衡组织计算。

复习重点：基本相图的分析和应用。

第八章 三元相图

掌握简单三元合金的相平衡分析、冷却曲线分析、截面图分析;定性的掌握单相固溶体自由能的求解方法，了解固溶体的自由能-成分曲线形式，了解相平衡条件表达式，掌握相平衡的公切线法则。

复习重点：三元相图的成分表示及其性质。